CN103911361A - 以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法及其应用 - Google Patents

Abstract

以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法及其应用，包括用筛网筛选甘蔗渣，消毒清洗后装入网袋置于容器内的支架上；向容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，使溶氧维持在5-6mg/L；添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉并投加营养盐；10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌；所用菌种名称为Shan-1；在海水盐度为22‰-35‰、温度28-33℃、PH7.5-8.5条件下培养25-30天即得培养成熟的生物膜。本发明培养的生物膜在甘蔗渣上能存活很长时间，对养殖废水有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的氨氮和亚硝氮具有很强的降解能力。制备方法简单可行、成本低、使用期长。

Description

以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法及其应用

技术领域

本发明属于海水养殖废水处理领域，具体涉及一种以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法及其应用，以处理海水养殖中产生的废水。 

背景技术

海水养殖中废水排放的环境问题已越来越引起人们的重视,在养殖废水处理中，生物膜法废水处理技术的优越性，正受到人们越来越多的关注。人们用不同的材料作为载体，接种不同的菌株培养生物膜，利用微生物的降解作用来处理养殖废水。目前常用的载体有：沙子、碎石、砂砾、塑料蜂窝、陶粒、弹性填料、焦炭、炉渣、石棉瓦等。与此相比，用甘蔗渣作为载体有比表面积大、经济廉价、容易获取等特性。此外，随着甘蔗渣的缓慢分解能为细菌提供碳源等营养物质，与具有高效性能的细菌相结合，能达到理想的使用效果。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法及其应用，能够利用甘蔗渣作为载体接种芽孢杆菌(Bacillus sp.)培养生物膜来处理养殖废水的方法，它能满足海水养殖废水处理所需要的设计成本低、能耗低、净化效率高、不产生二次污染等需求。 

以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法，其特征在于包括甘蔗渣附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤： 

所述的甘蔗渣附着基制备步骤：用筛网筛选出直径为250μm-600μm的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛绢制作的网袋，每个网袋内甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上； 

所述的生物膜培养步骤：向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使容器水体中溶氧维持在5-6mg/L；按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到10⁶-10⁷cfu/mL并投加NH₄Cl和糖蜜作为营养盐；10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.)；所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5； 

在海水盐度为22‰-35‰、温度28-33℃、PH7.5-8.5条件下，培养25-30天后每克甘蔗渣上附着菌可达10¹⁰cfu，所述甘蔗渣附着基上即附着了成熟的生物膜。 

所述营养盐浓度分别为NH₄Cl20mg/L、糖蜜0.3g/L。 

所述的芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，活化后菌体浓度为 10¹⁰-10¹¹cfu/g。 

上述生物膜在养殖废水处理中的应用。 

上述选用筛选的芽孢杆菌(Bacillus sp.)名称为BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.8919。 

本发明制备出来的生物膜在甘蔗渣上能存活很长时间，对养殖废水有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的氨氮和亚硝氮具有很强的降解能力。制备方法简单可行、成本低、使用期长，它在海水养殖废水处理中具有很强的实际应用价值。 

具体实施方式

本发明包括甘蔗渣附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤： 

所述的甘蔗渣附着基制备步骤：用筛网筛选出直径为250μm-600μm的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛绢制作的网袋，每个网袋内甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上； 

所述的生物膜培养步骤：向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使系统中溶氧维持在5-6mg/L；按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到10⁶-10⁷cfu/mL并投加NH₄Cl和糖蜜作为营养盐；所述营养盐浓度分别为NH₄Cl20mg/L、糖蜜0.3g/L，10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.)；所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5； 

在海水盐度为22‰-35‰、温度28-33℃、PH7.5-8.5条件下，培养25-30天后每克甘蔗渣上附着菌可达10¹⁰cfu，所述甘蔗渣附着基上即附着了成熟的生物膜。 

所述的芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，活化后菌体浓度为10¹⁰-10¹¹cfu/g。 

利用上述方法培养的生物膜进行养殖废水处理的方式如下： 

1.支架及处理系统的建立：首先用耐腐蚀的硬质材料如PVC管制作支架，每个支架共四层，每层平铺一层孔径为15mm-30mm的方格网布，每个支架体积约占处理单元的40％-50％。处理系统，由若干个圆形加厚水箱组成，每个水箱作为一个处理单元，总体积约为养殖废水日排放量1-2倍；第一个处理单元配备 一个淋水装置，最后一个处理单元中水可重新流回养殖池；每个处理单元放置一个支架，并用水管连接，每个处理单元的进水管的出水口都设置在底部而出水口在顶部使每个桶中水体均至下而上流动； 

2.附着基制备：用筛网筛选出长度为250μm-600μm的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛绢制作的网袋，每个网袋装甘蔗渣1.0-1.2Kg，再将网袋固定在支架网布上；每层网布平铺一袋甘蔗渣，水体垂直流过甘蔗渣，能极大的增加生物膜与水体的接触面积，增大降解效率；60目大小孔径网袋能包裹甘蔗渣并具有良好的过水性能，随着甘蔗渣的缓慢降解会有部分细小甘蔗渣进入水体，这不仅能促进生物膜的更新换代也能增加水体中碳氮比促进微生物的生长； 

3.按照上述方式对生物膜进行培养，经25-30天生物膜即培养成熟，成熟后甘蔗渣附着菌可达10¹⁰cfu/g左右，能快速降解养殖废水； 

4.废水处理：将废水经由淋水装置输入第一个处理单元，从最后一个处理单元中重新流回养殖池；在处理初始氨氮浓度为5.98mg/L养殖废水时，72h后氨氮浓度降到0.22mg/L，去除率高达96％，可根据养殖废水的不同污染程度调整水力停留时间以获得最大效率。 

上述的芽孢杆菌(Bacillus sp.)来自浙江省舟山市对虾养殖池塘的底泥中，经过纯化筛选获得。上述芽孢杆菌(Bacillus sp.)在LB固体培养基上形成为圆形菌落,表面光滑,边缘整齐,表面湿润,白色,不透明，革兰氏染色呈阳性。 

上述芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉经发酵低温冷冻制成，菌体浓度约10¹⁰-10¹¹cfu/g。上述选用筛选的芽孢杆菌(Bacillus sp.)名称为BZ-5，已于2014年3月14日保藏在位于北京朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.8919。 

Claims (4)

1.以甘蔗渣为载体的生物膜培养方法，其特征在于包括:附着基的制备步骤和生物膜的培养步骤，

所述的附着基制备步骤：用筛网筛选出直径为250μm-600μm的甘蔗渣，消毒清洗后装入由60目筛绢制作的网袋，每个网袋甘蔗渣厚度为1.5-2.5cm，再将网袋置于容器内的支架上；

所述的生物膜培养步骤：向上述容器内泵入养殖池的海水浸没附着基，通过气石调节充气量使系统中溶氧维持在5-6mg/L；按照水体体积，添加经活化后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌粉使容器内芽孢杆菌数量达到10⁶-10⁷cfu/mL并投加NH₄Cl和糖蜜作为营养盐；10-15天后补加一次营养盐和同浓度芽孢杆菌(Bacillus sp.)；所述的芽孢杆菌菌粉所用菌种名称为BZ-5；

在海水盐度为22‰-35‰、温度28-33℃、PH7.5-8.5条件下，总共经历25-30天时，所述网袋即成为培养成熟的生物膜。

2.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于所述营养盐浓度分别为由NH₄Cl20mg/L、糖蜜0.3g/L。

3.如权利要求1所述的培养方法，其特征在于所述芽孢杆菌菌粉是经发酵后经低温冷冻制成，且活化后菌体浓度约为10¹⁰-10¹¹cfu/g。

4.权利要求1所述的生物膜在养殖废水处理中的应用。